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Die Erfindung betrifft ein Widerlager für ein Brückenbauwerk.
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Brückenwiderlager werden nach Stand der Technik aus Stahlbeton hergestellt. Die Fertigung von Bodenplatte, Widerlager und Flügelwände erfolgt in klassischer Weise mittels Ortbeton. Problematisch an dem Baustoff Beton sind stets die langen Bauzeiten, die gerade im Brückenbau folgenschwer sind, weil während des Bauvorhabens die Verkehrswege nach Möglichkeit jedenfalls unbeeinträchtigt bleiben müssen. Dies gilt für den zu überbrückenden Verkehrsweg wie die Befahrbarkeit der Brücke selbst. Bekannt sind Brückenwiderlager aus Stahlbeton mit einer Bodenplatte, einer Widerlagerwand und mindestens einer Flügelwand. Dabei umfasst die Flügelwand ein als bewehrtes Betonfertigteil ausgebildetes Flügelwandelement, das einen Teil der Schalung der Widerlagerwand sowie einen Teil der Schalung der Bodenplatte ausbildet. Andere Lösungen beziehen sich auf ein Brückenlager aus Stahlbeton mit einer Bodenplatte, einer Widerlagerwand und einer Flügelwand, die ein als Betonfertigteil mit einer Betonfertigteilbewehrung ausgebildet ist. Die Betonfertigteilbewehrung von Bodenplatte und/oder Widerlagerwand bildet dabei eine Bewährung von Bodenplatte und/oder Widerlagerwand zumindest mit. Wenngleich dieser Stand der Technik eine Beschleunigung der Bauvorhaben zum Ziel haben mag, gibt es noch weitere Möglichkeiten der Optimierung.
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Damit stellt sich der vorliegenden Erfindung die Aufgabe, ein Widerlager für ein Brückenbauwerk zu schaffen, das sich besonders schnell, sicher und unter höchsten Umweltstandards unter minimaler Beeinträchtigung des Verkehrs auf und unter der Brücke erstellen lässt.
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Diese Aufgabe wird durch ein Widerlager für ein solches Brückenbauwerk mit einem unteren, auf einem Fundament oder dem Baugrund ruhenden Lagerblock und einem oberen, auf dem unteren Lagerblock ruhenden Lagerblock gelöst.
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Das erfindungsgemäße Brückenbauwerk umfasst pro Widerlager einen oberen und einen unteren Lagerblock, ist also quasi zweigeteilt, wobei das Vorsehen auch von mehr Lagerblöcken denkbar wäre. Damit ergibt sich ein höchsten statischen und dynamischen Beanspruchungen standhaltendes Bauwerk, das sich in kürzester Zeit und ohne wesentliche Beeinträchtigung des Verkehrs auf und unter der Brücke herstellen lässt und das mit einem Minimum an Ort- oder Fertigbeton für einen vergleichsweise klein bauenden Auflagerbalken auskommt, so dass sich durch den Einsatz dieses Baustoffs bedingte Stillstandszeiten zukünftig massiv reduzieren. Vorteilhafterweise kann der untere Lagerblock auf ein Bestands- oder einem neuen Fundament in Ortbetonbauweise errichtet werden, im Falle von besonders günstigen geologischen Bedingungen ebenso auf anderem tragfähigen Baugrund. Nach Fertigstellung des unteren Lagerblocks samt Bewehrung erfolgt dann die Konstruktion des oberen Lagerblocks. Eine solche Bauweise zeichnet sich in mehrerlei Hinsicht aus, etwa durch enorme Umweltverträglichkeit in erster Linie dank vollständige Rückgewinnung der verwendeten Baustoffe, Ressourcenschonung oder eine erheblich verbesserte CO2-Bilanz und eine Dauerbeständigkeit ohne Einbußen gegenüber dem Baustoff Beton.
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Dazu sieht die Erfindung vor, dass mindestens einer der Lagerblöcke zumindest abschnittsweise aus einem mit einer Bewehrung versehenem Bodengemisch gebildet ist, wobei insbesondere auch an ein aufbereitetes Bodengemisch gedacht ist. Das Bodengemisch inklusive seiner Bewehrung bildet den unteren Lagerblock und den oberen Lagerblock, jedenfalls Teile davon.
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Dass mindestens eines der Lager zumindest abschnittsweise aus mit einer Kunststoffbewehrung versehenem Bodengemisch gebildet ist, eröffnet dann ganz neue Möglichkeiten für solch eine Bewehrung und die damit einhergehende Stabilisierung von Widerlager bzw. Brückenbauwerk.
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Vorgeschlagen wird, dass mindestens einer der Lagerblöcke aus einem mit Kunststoff bewehrten Bodengemisch gebildet ist, das sich selbstverständlich wesentlich schneller effektiver und leichter herstellen lässt als die bisher bekannten Betonwiderlager.
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Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass mindestens einer der Lagerblöcke aus mit einem Geogitter bewehrten Bodengemisch gebildet ist. Solch ein Geogitter hat sich als Geokunststoff- oder - textilie etabliert und ist geeignet, die Lasten des Bauwerks großflächig auf den Untergrund zu verteilen. Die Gitter können aus unterschiedlichen Materialien hergestellt sein und unterschiedliche Profile aufweisen..
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Wie bereits mehrfach angesprochen, verfügt das erfindungsgemäße Widerlager über zwei in unterschiedlicher Höhe vorgesehene Lager oder Lagerblöcke. Als innere Begrenzung zum Verkehrsweg hin ist dabei vorgesehen, dass der obere und/oder der untere Lagerblock mit einer seitlichen Verkleidung bzw. Abdeckung abschließt. Solch eine Verkleidung kann durch Elemente aus Betonscheiben oder Gabionen, durch Elemente aus Gabionen oder in Schalung verlegte Geogitter mit und ohne Begrünung realisiert werden.
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Während vorgesehen ist, dass der untere Lagerblock zumindest im Wesentlichen homogen ausgebildet durch das mit einer Bewehrung ausgestatte Bodengemisch, verhält es sich bei dem oberen Lagerblock etwas anders. Dieser obere Lagerblock ist zweiteilig ausgebildet. So ist daran gedacht, dass der obere Lagerblock durch einen Auflagerbalken und/oder durch mit einer Bewehrung versehenes Bodengemisch gebildet ist, wobei solch ein Auflagerbalken aus Ortbeton oder als Fertigteil hergestellt ist. Der obere Lagerblock also verfüg über einen äußeren Teil aus bewehrtem Geogitter und einen inneren Teil, in dem der Auflagerbalken positioniert ist.
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Indem der Auflagerbalken den inneren Teil des oberen Lagers bildet, umfasst die Erfindung einen vergleichsweise klein bauenden Auflagerbalken mit den damit verbundenen entsprechenden Vorteilen, nicht zuletzt dem, dass der Auflagerbalken eben werkseitig vorgefertigt werden kann.
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In Ergänzung dazu heißt es, dass der Auflagerbalken den inneren Teil des oberen Lagerblocks bildet, an den sich dann das Bodengemisch inklusive Bewehrung als äußerer Teil des oberen Lagerblocks anschließt.
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Eine Verkleidung dient folglich als Abgrenzung mindestens eines der Lagerblöcke nach innen, d.h. in Richtung Verkehrsweg während der obere und/oder der untere Lagerblock zu seiner Außenseite mit der Böschung abschließt.
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Was die Ausbildung des Auflagerbalkens betrifft, empfiehlt es sich, dass der Auflagerbalken einen auf dem unteren Lagerblock aufliegenden Grundkörper aufweist, welcher an seiner dem Verkehrsweg zugewandten Innenseite dann auch geeignet ist, die Verkleidungen aufzunehmen.
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Ergänzend dazu ist vorgesehen, dass der Auflagerbalken einen senkrechten Steg aufweist, welcher sich zwischen dem inneren Ende des oberen, durch bewehrtes Bodengemisch gebildeten Lagerblocks und einem Abschnitt des Überbaus des Brückenbauwerks erstreckt. Der senkrechte Steg grenzt also in Richtung äußerem Lagerteil gegen das Bodengemisch inklusive Bewehrung (oberer Lagerblock) ab und dient zu seiner anderen, inneren Seite als Abgrenzung zum Überbau des Brückenbauwerks in Form z. B eines Tragebalkens, das auf dem oberen Lagerblock gelagert ist.
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Es wurde bereits angesprochen, dass mit Geokunststoff bewehrte Erde den äußeren Teil des oberen Lagerblocks bildet und seitlich an dem Auflagerbalken endet. Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die seitliche Begrenzung parallel zum Straßendamm durch Geogitter mit innen- bzw. außenliegender Abspannung gebildet ist.
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Was die Flügelwände betrifft, die aus dem Bodengemisch mit hochfesten Geogittern bestehen, ist ergänzend vorgesehen, dass im Bereich der Flügelwände des oberen und/oder des unteren Lagers mit bewehrtem Bodengemisch befüllte Wandungen ausgebildet sind, die in Art von Bewehrungskäfigen optimale Anschlussmöglichkeiten zwischen Fundament und Lagerblock bieten. Die Ausbildung der seitlichen Flügelwände kann mit Winkelsteinen, Gabionen oder Geogittern in Schalung hergestellt werden.
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Die Erfindung betrifft außerdem ein Brückenbauwerk mit mehreren Widerlagern, mit einem unteren, auf einem Fundament oder dem Baugrund ruhenden Lagerblock und einem oberen, auf dem unteren Lager ruhenden Lagerblock.
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Schließlich betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Widerlagers für ein Brückenbauwerk mit den Schritten Herstellung eines unteren, auf einem Fundament oder dem Baugrund ruhenden Lagerblocks und eines oberen, auf dem unteren Lagerblock ruhenden Lagerblocks.
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Die Erfindung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass ein Widerlager für ein Brückenbauwerk geschaffen ist, das eine massive Reduzierung der Bauzeit ermöglicht und praktisch keine Einschränkung des fließenden Verkehrs mit sich bringt, von einer Vollsperrung für zwei Tage für eine unter der Brücke verlaufende Straße abgesehen. Durch eine Ressourcen schonende Bauweise verbessert sich die CO2-Bilanz. Darüber hinaus ist eine vollständige und umweltfreundliche Rückgewinnung der verwendeten Baustoffe sowie eine vollständige und umweltfreundliche Rückgewinnung der verwendeten Baustoffe möglich. Dies liegt an einem zweigeteilten Lager, nämlich einem unteren Lagerblock, auf dem ein Bestands- oder ein neues Fundament direkt aufliegen kann, ggf. können die Lagerblöcke auch auf Baugrund ruhen, sofern dieser in ausreichendem Maße tragfähig ist. Der untere Lagerblock ist homogen bezüglich einer Struktur aufgebaut, die einerseits aus einem Bodengemisch, vorzugsweise aus einem Bodengemisch inklusive Bewehrung hergestellt ist. Ergänzend soll in Richtung Verkehrsweg durch eine Verkleidung und andererseits durch die Böschung eine Begrenzung bestehen. Auf diesem unteren Lagerblock wird nun ein oberer Lagerblock installiert, welcher zweiteilig ist. Einerseits ist ein aus Ortbeton oder als Fertigteil ausgebildeter Auflagerbalken in den Lagerblock integriert, andererseits bildet ein äußerer Teil des oberen Lagers wiederum einen zweiten obere Lagerblock, der einerseits einen Tragbalken umfasst und andererseits an die Böschung grenzt. Folglich besteht ein solches Brückenbauwerk bzw. das Widerlager aus Überbau, Auflagerbalken, Hinterfüllung Auflagerbalken, Verkleidung und fahrbarem Übergang.
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Der Überbau als ein ganz entscheidender Vorteil dieser Erfindung kann in Seitenlage außerhalb des Verkehrs komplett hergestellt werden, einschließlich der notwendigen Ausrüstungsgegenstände wie z. B. Geländer, Abweiseinrichtung, Lärmschutz etc. In einer Sperrzeit von weniger als zwei Arbeitstagen wird dieser auf die vorgefertigten Widerlager mittels Schwerlasttransportern oder Mobilkränen eingesetzt. Der Überbau mit einer Stützweite von ca. 40 Metern kann als Stahlverbundbau, Walzträger - in - Beton (WIB)-Bauweise oder als Spann-/Stahlbetonbau ausgeführt werden. Dieser erhält vor Montage auf den Widerlager Abdichtung, Kappe, überfahrbarer Übergang, Geländer und sonstige Ausrüstung. Die Auflagerbalken werden aus Ortbeton oder als Fertigteil hergestellt mit der Besonderheit, dass ein Abstand zur Vorderkante aufgehendes Widerlager <0,50 Meter realistisch ist. Was die Hinterfüllung der Auflagerbalken betrifft, kann die seitliche Begrenzung parallel zum Straßendamm erfolgen als Böschung, Winkelstützwand mit L-Steinen, geogitterbewehrte Böden (in Schalung eingebaute hochfeste Geogitter mit innen- bzw. außenliegende Abspannung) oder als Gabionen als seitliche Abfangung. Unter dem Überbau, dem Auflagerbalken und der Hinterfüllung des Auflagerbalkens ist das Widerlager positioniert. Die Herstellung des Widerlagers erfolgt auf einer mit Geokunststoff bewehrten Erde-Konstruktion (Neigung bis 90° senkrecht). Ziel ist die Schaffung eines hochstandfesten Bodenblocks (Monolith), welcher die Verformungen aus den Eigengewichtslasten und den Verkehrslasten auf ein Minimum verkleinert. Es empfiehlt sich der Einsatz spezieller Geogitter in Form von besonders steifen Geogittern mit geringer Kriechneigung, alkalibeständig und hoher biaxialer Festigkeit sowie ausreichender Dauerbeständigkeit und Aufnahme der Auflastspannung in vertikaler und horizontaler Richtung.
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Die Bewehrungsschichten sind in Abschnitten von vorzugsweise 0,15 m bis 0,3 m mittels speziell abgestimmter Erdbautechnik angeordnet. Verwendung finden besonders dehnsteife Geogitter mit geringer Kriechneigung, die auch alkalibeständig sind und eine hohe biaxiale Festigkeit und ausreichende Dauerbeständigkeit aufweisen.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile des Erfindungsgegenstandes ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnung, in der ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel mit den dazu notwendigen Einzelheiten und Einzelteilen dargestellt ist.
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Gezeigt ist ein Brückenbauwerk 1 mit dem Widerlager 2. Dieses Widerlager umfasst einen unteren Lagerbock 3 und einen oberen Lagerbock 4. Der untere Lagerbock 3 ruht auf einen Fundament 5. Der untere Lagerbock 3 ist durch ein Bodengemisch 8 mit Bewehrung 6 in Form eines Geogitters 10 gebildet und schließt nach innen in Richtung Verkehrsweg 14 mit der senkrechten Verkleidung 15 und der waagerechten Abdeckung 16 ab, nach außen mit der Böschung 25. Der obere Lagerbock 4 ist zweiteilig ausgebildet. Dessen innerer Teil 18 ist durch einen Auflagerbalken 17 gebildet. Der Auflagerbalken 17 ruht mit seinem Grundkörper 20 in Art einer Basisplatte auf dem Bodengemisch /Geogitter 8, 10. Der Auflagerbalken17 bietet den Abschluss an dem Ende 22 des Bodengemischs 9. Der senkrechte Steg 21 erstreckt sich zwischen dem inneren Ende 22 des oberen, durch bewehrtes Bodengemisch 9 gebildeten Lagerblocks 4 und dem Tragbalken 28 im Sinne eines Abschnitts 24 des Überbaus 23 des Brückenbauwerks 1. Der äußere Teil 19 des oberen Lagerblocks 4 ist durch ein Bodengemisch mit Bewehrung 7, konkret durch ein Geogitter 11 gebildet. Zur Außenseite schließt das Widerlager mit der Böschung ab. Mit 26 ist die Fahrbahn bezeichnet.
